安庆铁路长江大桥设计

安庆铁路长江大桥设计肖海珠，徐伟,高宗余

(中铁大桥勘测设计院有限公司，湖北武汉430050)摘要:安庆铁路长江大桥是宁安城际铁路与阜景铁路共同跨越长江的通道大桥全长2996.8m,主桥跨度布置为(101.5+188.5+580+217.5+159.5+116)m,为六跨连续钢桁梁斜拉桥。主梁采用3片主桁构造，桁高15m,节间距14.5m,桥面为正交异性板钢桥面。桥塔高210m，桥塔基础采用37根3.0m钻孔摩擦桩基础，桩长分别为108m、113m。斜拉索采用平行钢丝索,空间三索面扇形布置。主梁采用双悬臂安装、跨中合龙。静、动力计算分析表明大桥具有较高的刚度和良好的列车走行性。关键词:客运专线;铁路桥;斜拉桥;钢梁;三主桁;整体桥面;桥梁设计DesignofAnqingChangjiangRiver

RailwayBridgeXIAOHai-zhu,XUWei,GAOZong-yu(ChinaZhongtieMajorBridgeReconnaissance&DesignInstituteCo.,Ltd.,Wuhan430050,China)Abstract:AnqingChangjiangRiverRailwayBridgewillserveasacrossingforboththeNanjing-AnqingIntercityRailwayandFuyang-JingdezhenRailwayovertheChangjiangRiver.ThetotallengthoftheBridgeis2996.8mandthemainbridgeisasix-spancontinuoussteeltrussgirdercable-stayedbridgewithspanarrangement(101.5+188.5+580+217.5+159.5+116)m.Themaingirderforthemainbridgeiscomposedofthreemaintrussesthatare15minheightand14.5minpanellength.Thedeckistobeprovidedwiththeorthotropicsteelplates.Apylonofthebridgeis210mhigh,restingonthefrictionalpilefoundationmadeupof37numbersof3.0mboredpiles,respectively108mor113minlength.Thestaycablesareofparallelsteelwirestrands,whicharetobearrangedinthreespatialcableplanesinfanshape.Themaingirderwillbeerectedbythedoublecantilevermethodandwillbeclosedinmidspan.Thecalculationanda-nalysisofthestaticanddynamicloadindicatethatthedesignedbridgehasgoodrigidityandfavor-abletrainrunningproperty.Keywords:passengerdedicatedrailway;railwaybridge;cable-stayedbridge;steelgirder;threemaintrusses;monolithicdeck;bridgedesign1概述安庆铁路长江大桥是南京至安庆(宁安)城际铁路和阜阳至景德镇(阜景)铁路共同跨越长江的通道，位于安庆前江口汇合口处下游官山咀附近，距上游已建成通车的安庆长江公路大桥约21km;线路在池州侧晏塘镇靠近长江的刘村附近右拐过江后从安庆的长风镇穿过。2主要技术标准铁路等级:两线客运专线，两线I级干线。正线数目:四线。速度目标值:宁安线200km/h以上;阜景线160km/h，预留200km/h条件。最大坡度:宁安线12%°;阜景线6%o。最小曲线半

径:宁安线3500m。牵引种类:电力。桥梁设计荷载:中-活载,ZK活载。3总体布置安庆铁路长江大桥全长2996.8m,其中主桥长1365.09m,跨度布置为(101.5+188.5+580+217.5+159.5+116)m,为六跨连续钢桁梁斜拉桥;池州侧东引桥长523.91m,采用16孔32.7m预应力混凝土箱梁;安庆侧滩地非通航孔正桥长383.95m,采用6孔64m预应力混凝土简支箱梁;安庆侧跨大堤桥长183.65m,为(49.15+86+48.5)m三跨连续预应力混凝土箱梁;安庆侧西引桥长540.2m,采用15孔32.7m预应力混凝土简支梁及2孔24.7m预应力混凝土简支梁,总体布置见图1。东、西引桥上部结构宁安线采用箱梁阜景线采用T梁，本阶段T梁暂不架设。图1总体布苦图1总体布苦523.911365.09383.9S1183.6Sj540.214X32.7 0-79+1OJ.5igff.5580 ,217.5(159..51沁"6463,7510X32.7,4.34主桥设计4.1支承体系主桥为六跨连续钢桁梁斜拉桥，见图1。桥墩上均设竖向和横向约束,4号塔与主梁之间设纵向水平约束,3号塔与梁间使用带限位功能的粘滞阻尼器。4.2主梁主梁为N形桁式，如图2所示，横向采用3片桁结构，主桁横向中心距各为14m,桁高15m,节间距14.5m。钢梁主结构钢材采用Q420qE和Q370qE。主桁上、下弦杆均为箱形截面，上弦杆内高1000mm,内宽1200mm,板厚20~48mm。下弦杆内高1400mm,内宽1200mm,板厚20~56mm。腹杆主要采用H形截面,H形杆件宽1200mm，高720mm和760mm,板厚20~48mm。在辅助墩附近的压重区梁段，腹杆采用箱形截面杆件。为了提高桥面刚度和行车舒适性，铁路桥面采用纵横肋加强的正交异性板结构［1］。在厚16mm的钢板下纵向焊接板厚8mm的U形肋加劲。顺桥向每隔2.90m设1道倒T形横肋，横肋与弦杆等高，下弦节点处设倒T形横梁,横梁高2.2m,在每条钢轨下设置高600mm的倒T形小纵梁。桥面板横向与下弦杆的伸出肢焊连。钢桥面板分块制造和安装。桥面板宽11.4m,长14.5m。1块桥面板的重量约58.6t。各块件在工厂制造时均为焊接连接，工地安装时，除桥面板为熔透焊接外，其余的纵横向连接均采用M24高强螺栓。在上弦杆平面，设纵向联结系。箱形截面撑杆高500mm,宽548mm°H形截面斜杆高500mm,宽440mm。每节间的竖杆平面设置横向联结系。横联的各杆件均为工形截面杆,截面高480mm,宽400mm。4.3斜拉索斜拉索采用三索面扇形布置，梁上间距为14.5m,锚点设在上弦杆顶。塔上竖向索距2.5m,横向索距3.2m。斜拉索采用7mm平行钢丝索,Rby=1670MPa。分349 7、313 7、301 7、283 7、253 7、241 7六种规格。锚具为冷铸锚。4.4桥塔塔柱采用钢筋混凝土结构，如图3所示,桥面以上为倒Y形，桥面以下塔柱内收为钻石形。塔顶高程+204.0m,塔根（承台顶）高程-6.0m,承台以上塔高210m。塔柱顺桥向尺寸9~18m,上塔柱标准段横桥向尺寸为9m,中塔柱和下塔柱横向尺寸为7~10m。图3桥塔结构下塔柱高34.5m,采用空心矩形截面，顺桥向边长16.5~18m,壁厚1.5m,横桥向边长7.65~10m,壁厚1.5m。底部设基座，下塔柱与中塔柱交界处设横梁。横梁为预应力混凝土结构，采用双室空心矩形结构，高8.0m,宽14.0m,顶、底板厚0.8m,腹板厚1.0m,支座处设有横隔板。横梁以上至塔柱合并段为中塔柱，高87.22m,采用空心矩形截面，顺桥向边长12.2〜16.0m,壁厚1.2m,横桥向边长7m,壁厚1.2m。上塔柱高71.28m,为单箱三室截面，顺桥向边长9〜12.2m,壁厚1.5m,横桥向边长9m,壁

厚0.7m,隔板厚0.8m,塔柱内壁设外凸的锯齿块作为斜拉索的锚点。4.5桥塔基础3号、4号桥塔基础采用37根3.0m钻孔摩擦桩基础,持力层为微风化泥质粉砂岩，桩长分别为108m、113m。桩基础采用梅花形布置，间距7.6m。承台为圆形，直径51m,厚度为8m,封底混凝土厚7m。承台顶高程为-6.0m,见图4。4.6主桥静力分析利用有限元程序对不同工况组合下的结构进行空间静力分析，模型见图5,主要结果见表1~3。计算结果表明:主桁杆件最大轴力75209kN（受压），为桥塔中支点处中桁下弦杆。主跨竖向挠跨比为1/714，结构具有较高的竖向刚度。gO23Q24CIQ26C27Q2尺寸g034gO23Q24CIQ26C27Q2尺寸gq捅.彩4河床面4-南,盼懒神刷W或7,甥岩面工嚣,07间部神勒■30。粘孔按图43号榕塔基础示意

图S静力计算模型表1主桁竖向位移及盘跨比跨度Jm7K侧边桁中桁盟向挠度/mm挠跨比.哩向挠度儿硕挠跨比I"5-29U3部。-351/2H401眼5-841/2244-89L/21LH-7911/727-1/714217.5-1191/1702-1/1619159.5-9()1/17IS-M1/[I16-411/2643-471/2341表2梁端转角 rinl墩号ZK活薮恻边桁 1"桁中活战侧边桁1[一』3知 [一财褊1.7一g7[一4州 2.I4%o1.74%口表3钢梁杆件最大轴力kN杆件边桁中桁恒旗 1：功 1：.+附恒旗!■力1：.+附上弦杆-19护9-31 -35773-30917-117-3525BF弦杆-11179-59()37-72571-41电--75地斜杯-]4942-234B7-23742-197()3-3()321-3(]387-]3039-】9】43-】93421119522647U()；()注：受压为“-*.5结论获得了口形梁断面的3条实测气动导纳曲线，并拟合出了对应的3个经验公式。n形桥梁断面,阻力导纳函数和升力导纳函数随折减频率的增大有递减的趋势，而对于力矩导纳函数则呈现出先增后减的趋势。现行桥梁规范中采用Sears函数对n形断面进行抖振分析存在较大的误差。参考文献：[1]诸葛萍，卢彭真.现行规范桥梁气动导纳理论局限性的分析研究[J].重庆交通大学学报(自然科学版),2008,27(2):191-194.(ZHUGEPing,LUPeng-zhen.TheAnalysisandStudiesoftheLimitationofCurrentStandardAboutBridgeAerodynamicAdmittanceTheory[J].JournalofChongqingJiaotongUniversity(NaturalScienceVersion),2008,27(2):191-194.inChinese)DavenportAG.BuffetingofaSuspensionBridgebyStormWinds[J].JournalofStructureDiv,ASCE,1962,88(3):233-268.DavenportAG.TheResponseofSlenderLine-LikeStructurestoaGustyWind[C]//ProcICE,1962,23(6):389-408.DavenportAGThe